กลไกการเกิดปฏิกิริยาของซัลซัลไฟด์ปรือในโฟโตแคตไลซิสคืออะไร?

เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์ของซิงค์ซัลไฟด์บริสุทธิ์ฉันได้รับคำถามมากมายเกี่ยวกับกลไกการเกิดปฏิกิริยาของซิงค์ซัลไฟด์บริสุทธิ์ในโฟโตแคตไลซิส ดังนั้นฉันคิดว่าฉันจะนั่งลงและเขียนโพสต์บล็อกเพื่อแบ่งปันสิ่งที่ฉันรู้

Photocatalysis คืออะไร?

ก่อนอื่นเรามาดูสิ่งที่ photocatalysis คืออะไร Photocatalysis เป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานแสงในการขับเคลื่อนปฏิกิริยาทางเคมี เมื่อ photocatalyst เช่นสังกะสีซัลไฟด์บริสุทธิ์สัมผัสกับแสงมันสามารถดูดซับโฟตอนและสร้างอิเล็กตรอน - คู่รู คู่อิเล็กตรอน - รูเหล่านี้มีปฏิกิริยาสูงและสามารถเริ่มต้นปฏิกิริยาทางเคมี

เหตุใดจึงต้องใช้สังกะสีซัลไฟด์บริสุทธิ์ในโฟโตแคตไลซิส?

สังกะสีซัลไฟด์บริสุทธิ์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมบางอย่างที่ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการถ่ายภาพด้วยแสง มันมี bandgap กว้างซึ่งหมายความว่ามันสามารถดูดซับแสงอัลตราไวโอเลต (UV) การดูดซับพลังงานแสงนี้มีความสำคัญสำหรับการสร้างคู่อิเล็กตรอน - รู - รู นอกจากนี้ยังค่อนข้างเสถียรและไม่เป็นพิษซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่าเมื่อเทียบกับโฟโตแคทไลต์อื่น ๆ

กลไกการเกิดปฏิกิริยาของซิงค์ซิงค์บริสุทธิ์ในโฟโตคาตาไลซิส

1. การดูดซึมแสง

เมื่อสังกะสีซัลไฟด์บริสุทธิ์สัมผัสกับแสงที่มีความยาวคลื่นที่เหมาะสม (โดยปกติแล้วแสง UV) มันจะดูดซับโฟตอน พลังงานของโฟตอนเหล่านี้มากกว่าพลังงาน bandgap ของสังกะสีซัลไฟด์ สิ่งนี้ทำให้อิเล็กตรอนในวงวาเลนซ์ตื่นเต้นและข้ามไปยังวงดนตรีนำออกไปข้างหลังหลุมในวงวาเลนซ์ สมการสำหรับกระบวนการนี้สามารถเขียนเป็น:
[zns+h \ nu \ rightarrow e^-+h^+]
ที่นี่ (h \ nu) หมายถึงพลังงานโฟตอน (e^-) เป็นอิเล็กตรอนในแถบการนำและ (h^+) เป็นหลุมในแถบวาเลนซ์

2. อิเล็กตรอน - การโยกย้ายรู

เมื่อสร้างคู่อิเล็กตรอน - รูพวกเขาจำเป็นต้องอพยพไปยังพื้นผิวของอนุภาคสังกะสีซัลไฟด์ อย่างไรก็ตามมีปัญหาเล็กน้อย คู่อิเล็กตรอน - รูเหล่านี้สามารถรวมตัวกันใหม่ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนจะกลับเข้าไปในรูปล่อยพลังงานที่ดูดซึมเป็นความร้อนหรือแสง เพื่อให้โฟโตแคตไลซิสมีประสิทธิภาพเราต้องการลดการรวมตัวกันใหม่นี้และเพิ่มการโยกย้ายอิเล็กตรอนและรูไปยังพื้นผิว

3. ปฏิกิริยาพื้นผิว

ที่พื้นผิวของอนุภาคสังกะสีซัลไฟด์อิเล็กตรอนและหลุมสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน

ปฏิกิริยาของหลุม-
หลุมในแถบวาเลนซ์เป็นสารออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่ง พวกเขาสามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำหรือไอออนไฮดรอกไซด์บนพื้นผิวของสังกะสีซัลไฟด์ ตัวอย่างเช่นเมื่อรูทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำ:
[H^++ H_2O \ RIGHTARROW \ CDOT OH+H^+]
(\ cdot OH) เป็นไฮดรอกซิลอนุมูลอิสระซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่มีปฏิกิริยามาก มันสามารถออกซิไดซ์มลพิษอินทรีย์ต่าง ๆ แบ่งออกเป็นโมเลกุลขนาดเล็กและเป็นอันตรายน้อยกว่าเช่นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ

ปฏิกิริยาของอิเล็กตรอน-
อิเล็กตรอนในแถบการนำเป็นตัวแทนลดที่ดี พวกเขาสามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลออกซิเจนที่ดูดซับบนพื้นผิวของสังกะสีซัลไฟด์
[e^-+o_2 \ rightarrow \ cdot o_2^-]
(\ cdot O_2^-) เป็นหัวรุนแรงซูเปอร์ออกไซด์ หัวรุนแรงนี้ยังสามารถมีส่วนร่วมในการเสื่อมสภาพของสารมลพิษอินทรีย์ผ่านชุดของปฏิกิริยา

การประยุกต์

เนื่องจากกลไกการเกิดปฏิกิริยาเหล่านี้สังกะสีซัลไฟด์บริสุทธิ์จึงมีการใช้งานที่หลากหลายในการถ่ายภาพด้วยแสง

การบำบัดน้ำ

หนึ่งในแอปพลิเคชันที่สำคัญที่สุดคือการบำบัดน้ำ มันสามารถใช้ในการย่อยสลายมลพิษอินทรีย์ในน้ำเช่นสีย้อมสารกำจัดศัตรูพืชและยา อนุมูลไฮดรอกซิลที่มีปฏิกิริยาสูงและอนุมูลซูเปอร์ออกไซด์ที่เกิดขึ้นในระหว่างการถ่ายภาพด้วยแสงสามารถทำลายมลพิษเหล่านี้ให้กลายเป็นสารที่ไม่เป็นอันตราย

การฟอกอากาศ

สังกะสีซัลไฟด์บริสุทธิ์ยังสามารถใช้สำหรับการฟอกอากาศ มันสามารถลบสารประกอบอินทรีย์ระเหยได้ (VOCs) ออกจากอากาศ ปฏิกิริยาโฟโตคะตาไลติกสามารถแปลง VOCs เหล่านี้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำปรับปรุงคุณภาพอากาศ

สังกะสีซัลไฟด์บริสุทธิ์ชนิดต่าง ๆ สำหรับโฟโตแคตไลซิส

ในฐานะซัพพลายเออร์ฉันนำเสนอซัลไฟด์บริสุทธิ์ชนิดต่าง ๆ ที่เหมาะสำหรับการถ่ายภาพด้วยแสง

• สังกะสีซัลไฟด์เคลือบด้วยแสง: สังกะสีซัลไฟด์ประเภทนี้มีคุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยม มันสามารถใช้ในแอปพลิเคชันที่ต้องมีการควบคุมการส่งแสงและการดูดกลืนแสงอย่างระมัดระวัง คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ที่นี่-
• ซัลไฟด์สังกะสีพลาสติกประสิทธิภาพสูง: มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีและสามารถรวมเข้ากับวัสดุพลาสติกได้อย่างง่ายดาย สิ่งนี้ทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องรวมโฟโต้คาตาไลต์ไว้ในเมทริกซ์ที่เป็นของแข็ง ตรวจสอบที่นี่-

บทสรุป

โดยสรุปกลไกการเกิดปฏิกิริยาของสังกะสีซัลไฟด์บริสุทธิ์ในโฟโตแคตไลซิสค่อนข้างน่าสนใจ จากการดูดซับแสงไปจนถึงการสร้างอนุมูลแบบปฏิกิริยามันมีศักยภาพในการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมมากมาย ไม่ว่าจะเป็นน้ำบริสุทธิ์หรือทำความสะอาดอากาศซิงค์ซัลไฟด์บริสุทธิ์เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังในด้านการถ่ายภาพด้วยแสง

หากคุณสนใจที่จะใช้ซิงค์ซัลไฟด์บริสุทธิ์สำหรับโครงการ photocatalysis ของคุณฉันชอบที่จะคุยกับคุณ เราสามารถหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดเฉพาะของโครงการของคุณและค้นหาประเภทที่ดีที่สุดของสังกะสีซัลไฟด์บริสุทธิ์สำหรับคุณ อย่าลังเลที่จะเข้าถึงการอภิปรายการจัดซื้อ!

การอ้างอิง

• Hoffmann, MR, Martin, St, Choi, W. , & Bahnemann, DW (1995) การประยุกต์ใช้สิ่งแวดล้อมของ semiconductor photocatalysis รีวิวเคมี, 95 (1), 69 - 96
• จาง, X. , & Zhao, J. (2009) โฟโตคาตาไลซิสพื้นฐานและการใช้งาน CRC Press